新型粉磨工艺对水泥颗粒分布的影响探究

2022-09-11

一、四种新型粉磨工艺

1. 工艺A:辊压机+V型选粉机+球磨机开路工艺

2. 工艺B:辊压机+V型选粉机+球磨机闭路工艺

3. 工艺C:立式磨终粉磨工艺

4. 工艺D:立式磨+球磨机闭路工艺

二、水泥的颗粒分布特性

在四种新型工艺线上, 分别采集P·O42.5水泥进行试样试验。然后用RRB方程式和激光粒度仪分析水泥的颗粒分布特性。

1. RRB方程式分析水泥的颗粒分布特性

RRB方程式反映的是粉磨颗粒分布的规律, 方程式如下:

方程式中, R——粉磨产品中某一粒径x (μm) 的筛余

e——自然对数的底

——特征粒径, 一种粉磨产品的特征粒径是常数

n——均匀性系数, 一种粉磨产品的均匀性系数是常数

针对四种不同的新型粉磨工艺, 测定四种水泥的45μm和80μm细度, 用RRB方程式计算了均匀性系数n和特征粒径xˉ, 得到表1的结果。

根据经验, 对于传统的球磨机粉磨工艺来说, 一般开路粉磨工艺均匀性系数较小, 闭路粉磨工艺均匀性系数较大。可是对于新型的球磨机粉磨工艺来说, 从上表中可以看出, “辊压机+V型选粉机+球磨机开路工艺”的水泥的均匀性系数不低于“辊压机+V型选粉机+球磨机闭路工艺”的水泥的均匀性系数。这是因为与传统的球磨机开路粉磨工艺不同的是, 经过辊压机和V型选粉机组成的粉碎系统粉碎之后, 在进入球磨机时物料已经较均匀。可以得出结论是, 新型的球磨机开路粉磨工艺的水泥颗粒分布比传统球磨机开路粉磨工艺的颗粒分布更加均匀。另外, 从表中可以看出, 立式磨粉磨工艺的水泥均匀性系数更大, 水泥颗粒的分布更均匀。

2. 用激光粒度仪分析水泥的颗粒分布特性

利用激光粒度仪确定水泥的粒度分布, 得到水泥的粒度微分分布和粒度积分分布图。由于篇幅有限, 这里不再一一展示微分分布和积分分布图。

一般情况下认为, 水泥的细度越细, 则水化速度越快, 越易水化完全, 对水泥凝胶性质的有效利用率就越高;水泥的强度也就越高, 而且还能改善水泥的和易性和泌水性等。但是并不是水泥越细越好, 如果水泥过细、比表面积过大, 小于3μm颗粒太多, 虽然水泥的水化速度快以及有效利用率很高, 但是, 因水泥比面积大, 水泥浆体要达到同样的流动度, 需水量过多, 将使硬化水泥浆体因水分过多引起孔隙率增加, 从而导致强度降低, 当这种损失超过水泥有效利用率提高而增加的强度时, 则水泥的强度将下降。

根据以往的实践经验总结, 水泥颗粒大小与水化的关系是:

1细度在3μm-30μm范围时, 水泥活性较强;

2细度为10μm时, 水化最快;

3细度>60μm, 水化缓慢;

4细度>90μm, 只是表面水化。

激光粒度仪测得的数据, 经计算得出四种不同的工艺生产的水泥, 其在上述粒度范围的比例, 见表2。

从上表可以看出, 四种新工艺生产的水泥中大于60μm的颗粒都很少, “辊压机+V型选粉机+球磨机开路工艺”中甚至没有出现。这表明新型粉磨工艺生产的水泥水化速度较高, 提高了水泥的有效利用率。

对比前两种球磨机粉磨系统工艺制备的水泥, 其颗粒分布没有太大的差别, 水泥的性能也都满足性能要求。但是“辊压机+球磨机闭路系统”的工艺更加复杂, 设备和厂房投资大, 在选择这种球磨机工艺时, 可以优先选择“辊压机+V型选粉机+球磨机开路工艺”。对比后两种立式磨粉磨系统工艺制备的水泥, 颗粒分布差别不大, 水泥性能差别也不大。由于立式磨终粉磨工艺工艺简化、设备投资少等优势, 可以优先选择该工艺生产水泥。